|
Афазическая остановка в результате раздражения определенной зоны мозга является верным признаком того, что эта зона входит в речевую область полушария, специализированного для языковых функций. Пенфилд отмечает, что афазическая остановка никогда не сопровождает раздражение различных, точек на поверхности половины мозга, неспециализированной для языковых функций.
В Институте неврологии в Монреале прямое раздражение мозга электрическим током произвели сотням больных; полученные этим методом данные имели огромное теоретическое И' практическое значение для изучения локализации функций В' пределах одного полушария. Другой тест, который называют тестом Вада, по имени его автора Джун Вада, имел большое значение для изучения распределения функций' между полушариями.
Тест Вада: «наркоз полушария»
Тест Вада состоит во временном наркозе каждого из полушарий, вызываемом в разные дни до операции для того, чтобы-нейрохирург мог узнать, какое полушарие в норме контролирует речевые способности [21]. Первый этап теста — введение тонкой трубки в сонную артерию на одной стороне шеи больного. Через эту трубку нейрохирург может затем вводить & артерию амитал-натрий. Каждая сонная артерия снабжает соответствующее полушарие. Таким образом, амитал-натрий,. введенный в правую артерию, попадает в правое полушарие. Препарат относится к группе барбитуратов, применяемых в качестве снотворных. Благодаря способу его введения в тесте Вада амитал-натрий оказывает снотворное действие только на одну половину мозга.
Перед введением вещества больного, находящегося в полном сознании, просят лечь на спину и считать от 100 назад, называя каждое третье число. Больного просят также во время счета держать обе руки поднятыми вверх. Затем вещество через трубку медленно вводят в сонную артерию. Через несколько секунд после инъекции происходят драматические изменения.
Во-первых, бессильно падает рука, противоположная стороне инъекции. Поскольку каждая половина мозга управляет противоположной стороной тела, падение руки говорит нейрохирургу о том, что вещество достигло соответствующего полуша-
30
Глава 1
рия и оказало свое действие. Во-вторых, больной обычно перестает считать либо на несколько секунд, либо на все время действия вещества в зависимости от того, какое полушарие подвергается его действию. Если вещество вводится на стороне полушария, контролирующего речь, больной остается безмолвным в течение 2—5 мин в зависимости от введенной дозы. Если оно вводится на другой стороне, больной, как правило, через несколько секунд возобновляет счет и может с небольшими затруднениями отвечать на вопросы, пока вещество еще инактивируется другой половиной мозга.
Тест Вада, как и метод прямого раздражения электрическим током, оказался очень полезным для определения полушария, контролирующего речь и языковые функции у больного, которого готовят к операции. Оба эти метода дали исследователям ценную информацию о соотношении между «ру-костью» и межполушарной асимметрией и о влиянии на асимметрию повреждения мозга в раннем периоде жизни.
Например, в результате этих исследований определили, что более чем у 95% праворуких, не имевших ранних повреждений мозга, речь и языковые функции контролируются левым полушарием. У остальных речь контролировалась правым полушарием. Вопреки правилу Брока, у большинства леворуких также обнаруживали расположение речевых центров в левом полушарии, но их было меньше, чем среди праворуких (около 70%). Приблизительно у 15% леворуких речевые центры находились в правом полушарии, а у других (около 15%) обнаруживались признаки управления речью со стороны обоих полушарий (двусторонний контроль речи) [22].
С помощью метода Вада были собраны также данные о -больных, про которых было известно, что в раннем периоде жизни они перенесли повреждение левого полушария. Среди этих больных встречалось значительно больше лиц с расположением центров речи в правом полушарии или в обоих; в эти две категории входило 70% леворуких и 19% праворуких больных. Эти данные указывают на приспособительные свойства мозга и на ограниченное значение ведущей руки как показателя мозговой организации, особенно у леворуких.
Ограниченность клинических данных
Мы закончим эту главу некоторыми замечаниями по поводу старой и все еще спорной проблемы определения функций отдельных областей мозга. Клинические наблюдения больных с повреждениями мозга стали основой большинства наших представлений о связи человеческого поведения с функциями мозга. Однако интерпретация этих наблюдений всегда была сопряже-еа с трудностями и часто подвергалась критике. Основная
Исторический обзор клинических данных
3)
проблема состоит в том, что не существует простого способа выяснить взаимосвязь между функцией пораженного участка мозговой ткани 'и теми расстройствами, которые возникают у больного, по-видимому, в результате повреждения.
Логика наиболее ранних представлений была простой: то, чего не может сделать больной, в норме контролировалось той областью мозга, которая повреждена. Если, например, у больного было определенное повреждение и он не мог видеть, то-считали, что поврежденная область контролирует зрение. Если-у кого-то была поражена другая область и он не мог понимать устной речи, говорили, что затронутая область ответственна за понимание речи.
Такой подход оказался слишком упрощенным. Прежде всего, большинство процессов, имеющих такие лаконичные названия, как зрительное восприятие, формирование речи, произвольное движение или память, на самом деле являются результатом множества сложных взаимодействий в мозге. Распределены ли они диффузно на обширных областях мозга или приурочены к определенным областям, зависит, по-видимому, от того, какую функцию мы изучаем, как точно мы ее определяем и насколько нам удается подобрать тесты так, чтобы они оценивали действительно то, что мы предполагаем. Практически любое довольно ограниченное повреждение мозга нарушает, вероятно, только один этап или фазу какого-то более сложного-процесса. Оно, вероятно, нарушает также течение более чем одного процесса. Нередко можно видеть, что повреждение определенной области мозга приводит к дефициту в ряде различных функций.
Здесь, возможно, уместно привести грубую аналогию. Представьте, что вы пытаетесь понять функции различных деталей радиоприемника, вынимая их и наблюдая, как их отсутствие сказывается на его работе. Это была бы действительно очень трудная задача. Точно так же знания о роли определенных областей мозга, которые мы получаем, изучая последствия повреждений мозга, являются приблизительными и полезны в наибольшей мере только в сочетании со знаниями о функциях. мозга, полученными другими способами.
Другая важная проблема, встающая при определении функций мозга на основании клинических данных, состоит в том, что мозг при повреждении склонен приспосабливаться, насколько» это возможно, работать наилучшим образом. Мы не можем предположить, что оставшиеся интактными области поврежденного мозга работают так же, как они работали бы в нормальном мозге. Здесь нет такой ситуации, когда при утрате одной части все остальные функционируют, как и прежде. В большинстве случаев повреждения мозга с течением времени наблюдается некоторое, а иногда довольно ярко выражен-
32
Глава 1
ное восстановление функций. Оно может быть связано с изменениями в неповрежденных областях и являться данью приспособляемости мозга. Эта пластичность — поразительное и, очевидно, очень полезное свойство, но оно усложняет задачу тем, кто пытается сделать выводы о функциях мозга на основании клинических данных.
По этим причинам ученые искали другие способы изучения функций левого и правого мозга. Другие подходы необходимы как для подтверждения выводов из данных по патологии мозга, так и для того, чтобы увеличить наши знания с помощью методов исследования, не связанных с грубым вторжением в нормальную функцию. Мы рассмотрим некоторые из этих подходов в следующих главах.
Резюме
Представления о роли двух полушарий мозга прошли путь от идеи об участии всего мозга в выполнении каждой функции до понятия о доминантности левого полушария и до современного представления о том, что оба полушария вносят важный вклад в организацию поведения благодаря своим особым способностям; клинические данные, несмотря на их ограниченность, дали существенные сведения о левом и правом мозге. Повреждение одного полушария приводит к нарушениям, отличным от тех, .которые возникают при повреждении другого полушария. Эти различия достаточно убедительно говорят о том, что каждое полушарие вносит свой вклад в целостное поведение человека, выполняя определенные специализированные функции. Кроме того, специализация существует и внутри каждого полушария, так как повреждение определенных зон может довольно избирательно влиять на поведение.
Представленные в этой главе клинические данные составляют только часть наметившейся картины внутримозговой специализации. Теперь мы рассмотрим, как другие подходы к исследованию привели и приводят к дальнейшему проникновению в механизмы работы левого мозга, правого мозга и их обоих вместе.
Глава 2
Исследование расщепленного мозга
В 1940 г. в одном из научных журналов появилась статья, в которой описывались опыты по распространению эпилептических разрядов от одного полушария к другому в мозгу обезьяны [1]. Автор сделал вывод о том, что распространение осуществляется в значительной степени или целиком через мозолистое тело, самую массивную из нескольких комиссур — пучков нервных волокон, соединяющих левое полушарие с соответствующими областями правого. Несколько раньше другие исследователи заметили, что повреждение мозолистого тела развивающейся опухолью или другими факторами иногда снижало число судорожных припадков у больных эпилепсией [2]. Совокупность этих данных подготовила почву для разработки нового способа лечения больных эпилепсией — операции расщепления мозга, производимой в тех случаях, когда другие способы оказывались неэффективными.
Операция расщепления мозга, или комиссуротомия, состоит в хирургическом рассечении некоторых путей, соединяющих два полушария мозга. Первые операции такого рода, направленные на облегчение состояния больных эпилепсией, были сделаны в начале 40-х годов примерно двум десяткам больных. Впоследствии эти больные дали ученым первую возможность провести систематическое исследование роли мозолистого тела в мозгу человека — вопроса, обсуждавшегося в течение нескольких десятилетий.
Мозолистое тело представляло собой загадочную структуру для исследователей, надеявшихся обнаружить функции, соответствующие его значительным размерам и локализации в стратегически важной области мозга. Исследования на животных показали, однако, что для здорового организма последствия операции расщепления мозга минимальны. Например, поведение обезьян с расщепленным мозгом никак не отличалось от поведения этих же животных до операции. Явное отсутствие каких-либо заметных изменений после комиссуротомии позволило некоторым ученым в шутку предположить, что единственная функция мозолистого тела состоит в том, чтобы удерживать вместе две половины мозга, не давать им «развалиться».
34
Глава 2
О последствиях расщепления мозга в философском плане еще в XIX в. размышлял Густав Фехнер [3J, которого многие считают отцом экспериментальной психологии. Фехнер рассматривал сознание как атрибут мозговых полушарий и полагал, что целостность мозга является существенным условием единства сознания. Если можно было бы разделить мозг по средней линии, рассуждал он, то это привело бы к чему-то вроде удвоения личности. «Два полушария мозга, — писал он, — обладающие вначале одинаковыми настроениями, склонностями, знаниями, одной памятью и, конечно, сознанием в целом, будут впоследствии развиваться по-разному, в зависимости от внешних взаимоотношений, в которые каждое из них будет вступать» |3]. Фехнер полагал, что этот «мысленный эксперимент» по разделению полушарий невозможно осуществить в действительности.
Взгляды Фехнера на природу сознания не миновали критики. Уильям Мак-Дугалл (W. McDougall), основатель Британского общества психологов, убежденно выступал против положения о том, что единство сознания зависит от целостности нервной системы. Чтобы доказать свою правоту, Мак-Дугалл предложил сделать ему перерезку мозолистого тела в случае, если он заболеет неизлечимой болезнью. Он хотел, очевидно, показать, что его личность не раздвоится и сознание останется единым.
Мак-Дугалл так никогда и не получил возможности подвергнуть свои идеи проверке опытом, но операция, о которой Фехнер думал как о чем-то невозможном, впервые была осуществлена спустя почти столетие. Вопросы, поднятые двумя этими людьми, были среди тех, которые изучались на больных с расщепленным мозгом.
Перерезка 200 миллионов нервных волокон. Последствия
Первые операции расщепления мозга на людях
Первые операции расщепления мозга произвел в начале 40-х годов нейрохирург из Рочестера Уильям Ван Вэгенен (W. Van Wagenen). Послеоперационное исследование, проведенное Эндрью Акелаитисом [4], показало удивительно мало в плане дефицита перцептивных и двигательных функций. Операция, по-видимому, совершенно не повлияла на повседневное поведение больных. К сожалению, операция мало что дала и для облегчения того состояния, по поводу которого она предпринималась. Эффект ослабления судорог у разных больных сильно варьировал.
Ретроспективно оценивая эти данные, можно предположить, что вариабельность была обусловлена двумя причинами:
Исследование расщепленного мозга
35
Рис. 2.1. Основные межполушарные комиссуры. Вид правой половины мозга на срединном сагиттальном срезе (S,perry R W. The Great Cerebral Comissure, 1964).
I) индивидуальными различиями в природе эпилепсии у больных; 2) разнообразием действительных операций, произведенных каждому из больных. На рис. 2.1 показано мозолистое тело и соседние, менее крупные комиссуры. Операции Ван Вэ-генена значительно разнились одна от другой, но обычно они включали рассечение передней половины мозолистого тела. У двух больных он перерезал также отдельный пучок волокон, известный под названием передней комиссуры.
В то время значение этих факторов не было известно, и Ван Вэгенен вскоре перестал производить комиссуротомию в случаях не поддающейся лечению эпилепсии. Было ясно, что она не дает тех существенных эффектов, на которые он надеялся. Несмотря на эти обескураживающие результаты, другие исследователи продолжали изучать функции мозолистого тела на животных. Спустя десятилетие, в начале пятидесятых годов, Рональд Майерс и Роджер Сперри сделали замечательное открытие, которое стало поворотным пунктом в истории исследования этой загадочной структуры.
Майерс и Сперри показали, что зрительная информация, предъявленная одному полушарию мозга кошек с перерезанным мозолистым телом, недоступна для другого полушария [5]. У большинства высших животных зрительная система
36
Глава 2
устроена так, что каждый глаз в норме дает проекцию на оба полушария. Однако путем перерезки на уровне перекреста зрительного нерва, называемого хиазмой, экспериментатор может ограничить посылку информации от глаза только одноименным (ипсилатеральным) полушарием. Зрительный вход от левого глаза направляется лишь к левому полушарию, а вход на правый глаз —только к правому.
Майерс производил эту операцию на кошках, а затем обучал их выполнять задачу на различение зрительных стимулов, накладывая на один глаз повязку. Задача на различение стимулов включает, например, обучение животного нажимать на рычаг, если оно видит круг, и не нажимать, если ему предъявляется квадрат. Даже если обучение происходит в условиях, когда один глаз закрыт, нормальная кошка впоследствии может выполнить эту задачу, воспринимая стимулы любым глазом. Майерс обнаружил, что кошки с перерезанным зрительным перекрестом также способны выполнить эту задачу после обучения с одним завязанным глазом. Однако, если кроме зрительного перекреста он перерезал еще и мозолистое тело, то получались совершенно иные результаты.
Если у кошки один глаз был открыт, а другой завязан во время обучения, она хорошо справлялась с задачей, но когда повязку переносили на другой глаз, она уже не могла выполнить требуемых действий. На самом деле нужно было снова обучать ее выполнять ту же задачу, затрачивая на обучение то же время, что и в первый раз. Майерс и Сперри сделали вывод, что перерезка мозолистого тела не дает возможности информации, поступающей к одному полушарию, переходить в другое. В сущности, они обучали только одну половину мозга. На рис. 2.2 схематически показаны различные условия их экспериментов.
Эти данные, а также некоторые дальнейшие исследования заставили двух нейрохирургов, работавших поблизости от Калифорнийского технологического института, заново пересмотреть возможность использования операции расщепления мозга для лечения тяжелых форм эпилепсии у людей. Хирурги Филипп Фогель и Джозеф Боген решили, что некоторые из прежних операций не дали положительных результатов потому, что разъединение полушарий было неполным. Как упоминалось выше, операции Ван Вэгенена, проделанные разным больным, были неодинаковыми. Иногда оставались неперере-занными некоторые части мозолистого тела и небольшие ко-миссуры; и эти оставшиеся волокна, возможно, связывали полушария в достаточной степени для того, чтобы замаскировать эффект перерезки. На основании этих рассуждений и новых данных на животных, показавших отсутствие вредных последствий операции, Боген и Фогель осуществили полную комис-
Исследование расщепленного мозга
Рис. 2.2. Эксперимент с расщеплением мозга у животных. В нормальных условиях стимул воспринимают оба глаза и оба полушария. В эксперименте эту ситуацию изменяют следующими способами. А. Если завязывают один глаз, другой все еще посылает информацию к обоим полушариям. Б. Если завязи» вают один глаз и перерезают зрительный перекрест, зрительная информация все еще поступает к обоим полушариям через мозолистое тело. В. Если завязывают один глаз и перерезают зрительный перекрест вместе с мозолистым телом, зрительную информацию получает только одно полушарие.
суротомию у первого больного из новой группы страдавших от не поддающейся лечению эпилепсии.
Рассуждения Богена и Фогеля оказались правильными. В некоторых случаях улучшение состояния больных после операции даже превзошло ожидания. Поразительным было то, что в отличие от влияния на судорожную активность операция, казалось, не изменяла личности, интеллекта и поведения вообще, как это было и с больными Ван Вэгенена. Однако более обширное и тщательное исследование, которое провели Майкл Газзанига и Роджер Сперри, вскоре обнаружило, что дело обстоит значительно сложнее.
Тестирование последствий разделения полушарий
Больная Н. Дж., домохозяйка из Калифорнии, сидит перед экраном, в центре которого находится небольшая черная точка. Ее просят смотреть прямо на эту точку. После того как экс-
88
Глава 2
периментатор убедился, что она это делает, на экране справа от точки на мгновение вспыхивает изображение чашки. Н. Дж. сообщает, что она видела чашку. Ее снова просят фиксировать взгляд на точке. На этот раз изображение ложки вспыхивает слева от точки. Больную спрашивают, что она видела теперь. Она отвечает: «Ничего». Тогда ее просят завести левую руку за экран и выбрать на ощупь из нескольких предметов тот, который ей только что предъявляли. Ее левая рука ощупывает каждый предмет и затем берет ложку. Когда больную спрашивают, что она держит в руке, она отвечает: «Карандаш».
И снова больную просят фиксировать взгляд на точке. Слева от точки вспыхивает изображение обнаженной женщины. Лицо Н. Дж. слегка краснеет, и она начинает хихикать. Ее спрашивают, что она видела. Она говорит: «Ничего, просто вспышку света» — и опять хихикает, прикрывая рот рукой. «Почему же тогда вы смеетесь?» — спрашивает исследователь. «Ой, доктор, ну и машина у вас» — отвечает она.
Только что описанная процедура, изображенная на рис. 2.3, часто используется для исследования больных с расщепленным мозгом. Больной сидит перед тахистоскопом — прибором, который позволяет исследователю точно контролировать время, в течение которого изображение проецируется на экран. Изображение удерживается недолго, примерно в течение 0,1—0,2 с (100—200 мс), чтобы у больного не было времени переместить взгляд с точки фиксации, пока изображение еще на экране1. Эта процедура необходима для уверенности в том, что зрительная информация изначально предъявляется только одному полушарию. Стимулы, предъявляемые одному полушарию, называют латерализованными.
Нервная система человека устроена так, что каждое полушарие мозга получает информацию главным образом от противоположной стороны тела. Этот принцип контралатеральной, проекции относится как к зрению и слуху, так и к движениям тела и ощущению прикосновения (соматосенсорная информация), хотя со зрением и слухом ситуация более сложная.
В зрении принцип контралатеральной проекции относится не столько к правому и левому глазу, сколько к правой и левой стороне поля зрения. Когда взгляд обоих глаз фиксирует-
1 Быстрые движения глаз, которые имеют место при разглядывании, когда взгляд перемещается от одной точки к другой, называются саккадическими движениями, или саккадами. Хотя саккады осуществляются чрезвычайно быстро, для того чтобы начать эти движения, требуется около 200 мс. Если стимул предъявляется на более короткое время, то к тому моменту, когда движение глаз произойдет, стимула на экране уже ие будет.
Исследование расщепленного мозга
39
Рис. 2.3. Основные приспособления, используемые для латерализации зрительной и осязательной информации и для получения от испытуемого ответа, основанного на осязательных ощущениях.
ся в одной точке, стимулы, появляющиеся справа от точки фиксации, регистрируются левой половиной мозга; правая половина мозга воспринимает все, что появляется слева от точки фиксации. Это разделение и перекрещивание зрительной информации является следствием распределения между полушариями нервных волокон, идущих от соответствующих областей обоих глаз. Рис. 2.4 показывает схему организации зрительных проекций и нервных связей.
В исследованиях на животных, как мы видели, зрительную информацию можно направить к одному из полушарий, перерезав зрительный перекрест так, чтобы целыми остались волокна зрительного нерва, передающие информацию к полушарию, находящемуся на той же стороне, что и глаз. Это позволяет экспериментатору легко предъявлять стимул каждому из полушарий отдельно, просто помещая его в поле зрения соот-
40
Глава 2
Рис. 2.4. Зрительные пути, несущие информацию к полушариям. При фиксации взора на точке каждый глаз видит оба поля зрения, но посылает информацию о правом поле зрения только левому полушарию, а информацию о левом поле зрения только правому полушарию. Этот перекрест и расщепление обусловлены характером разделения нервных волокон, отходящих от сетчатки. Представительства полей зрения в левом и правом полушарии в норме связаны между собой через мозолистое тело. Если мозолистое тело перерезано, а глаза и голова неподвижны, каждое полушарие может воспринимать с помощью зрения только половину видимого мира.
ветствующего глаза. Эта процедура применяется, однако, только на животных, потому что перерезка перекреста существенно снижает периферическое зрение, уничтожает возможность бинокулярного восприятия глубины я не является необходимой с точки зрения медицинских показаний для операции расщепления мозга у людей. По этим причинам исследователи, желающие послать зрительную информацию только к одному полушарию больного с расщепленным мозгом, должны делать это
Исследование расщепленного мозга
41
путем сочетания контролируемой фиксации взгляда и предъявления информации на одну сторону пространства.
Взяв за основу эти сведения, давайте теперь вернемся к анализу тестов, проведенных с больной Н. Дж. В этих тестах больная видела левую половину экрана (все, что было слева от точки фиксации) правой стороной мозга, а все, что было справа,— левым полушарием. Расщепление мозга предотвращала нормальный обмен информацией между двумя полушариями,, что имело место до проведения операции. По существу, одна половина ее мозга не видела того, что видела другая, и положение дел выявлялось в значительной мере благодаря тому дополнительному обстоятельству, что только одно полушарие контролирует речь.
Вследствие этого больная совершенно нормально давала отчет о стимулах, которые попадали в правое поле зрения (проецирующееся к речевому левому полушарию), хотя была неспособна сказать что-либо о том, что вспыхивало в ее левом поле зрения (информация от которого посылалась к «немому» правому полушарию). То, что она «видела» стимулы в левом поле зрения, хорошо демонстрируется тем фактом, что ее левая рука (управляемая в основном правым мозгом) могла выбрать ложку среди нескольких предметов, скрытых от взгляда. Это видно также из ее эмоциональной реакции на картину обнаженного тела, несмотря на ее утверждение, будто она ничего не видела [6].
Реакция больной на изображение обнаженного тела особенно интересна. Она казалась озадаченной своей собственной реакцией на то, что появилось. Ее правое полушарие видело изображение и обработало информацию в достаточной мере для того, чтобы вызвать общую, невербальную реакцию — хихиканье и краску смущения. Между тем левое полушарие не «знало», что видело правое, хотя замечание больной насчет «удивительной машины» является, по-видимому, признаком осознания им телесных реакций, вызванных правым полушарием. Для левого полушария вообще весьма характерны попытки осмыслить, что происходило в ситуации, когда информация предъявлялась правому полушарию. В результате левый мозг иногда выступает с ошибочными заявлениями и часто вырабатывает рационалистические объяснения, основанные на отдельных намеках.
Перекрестное подсказывание
По мере продолжения исследования больных с расщепленным мозгом все чаще и чаще приходилось наталкиваться на несоответствие данных. Больные, ранее не способные словесно определить спрятанный от взгляда предмет, взятый левой рукой, начинали называть некоторые предметы. Правильно на-
42
Глава 2
зывались также некоторые изображения, вспыхивающие в левом поле зрения (проекция к правому полушарию). Одно из объяснений этих результатов состоит в том, что с течением времени правое полушарие больного обретает речевые способности. Другое заключается в том, что между полушариями происходил обмен информации, осуществлявшийся по каким-то другим, неперерезанным путям.
Хотя это были интересные, захватывающие возможности, Майкл Газзанига и Стивен Хиллъярд нашли значительно более простое объяснение этим данным [7]. Для обозначения попыток больных использовать любые намеки для того, чтобы сделать «нформацию доступной для обоих полушарий, они предложили термин перекрестное подсказывание. Перекрестное подсказы-•вание наиболее очевидно в таком простом случае, когда боль-здым дают подержать левой рукой и определить на ощупь .предмет, находящийся вне поля их зрения и потому отсоединенный от «речевого» левого полушария. Если, например, в -яевую руку дать расческу или зубную щетку, то больной будет часто поглаживать щетку или поверхность расчески. И тогда он сразу определит предмет, потому что левое полушарие слышит звуки, позволяющие составить представление о предмете. I Перекрестное подсказывание дает возможность одному полушарию обеспечить другое информацией о том, что оно узнаёт. Прямой канал передачи информации уничтожен операцией, и больному остается только использовать непрямые намеки как единственное средство общения между полушариями в большинстве случаев. Перекрестное подсказывание нередко может быть довольно тонким и подвергает испытанию изобретательность исследователей, изыскивающих способы исключить его из экспериментальной ситуации.
Хорошим примером этого является больной, который мог сказать, что вспыхивало — 0 или 1 — при подаче стимулов к любому из полушарий. Тот же больной был не в состоянии назвать предметы, изображение которых предъявлялось правому полушарию, или определить большинство предметов, помещаемых в его левую руку. Это означало, что его правое полушарие не обладает речевыми способностями. Исследователи предположили, что в ситуации, когда больной называл цифры, предъявляемые правому полушарию, участвовало перекрестное подсказывание. Они выдвинули гипотезу о том, что после предъявления стимула в левом поле зрения левое полушарие начинает считать «про себя» и что эти сигналы улавливаются правым полушарием. Когда оно доходит до правильного числа, правое полушарие дает ему сигнал остановиться и произнести это число вслух.
Для проверки этой идеи больному предъявляли более сложный вариант задачи: в набор стимулов без его ведома были
Исследование расщепленного мозга_____________________________________43
добавлены цифры 2, 3, 5 и 8. Сначала больной очень удивился, когда ему предъявили новое число. Его ответ на первое неожиданное число, показанное правому полушарию, был: «Прошу прощения». Однако после небольшой, тренировки он смог давать правильные ответы на все числа, предъявлявшиеся правому полушарию, но с задержкой, если число было большим, В противоположность этому ответы на те же числа, предъявлявшиеся в правом поле зрения (левому полушарию), были достаточно быстрыми.
Эти данные хорошо согласуются с идеей о том, что левое полушарие начинало беззвучно считать после предъявления цифры правому полушарию. Чем больше число, тем длиннее ряд чисел, по которому должно пройти левое полушарие, прежде чем достигнет нужного.
Перекрестное подсказывание вовсе не является сознательной попыткой больного обмануть исследователя. На самом деле оно отражает естественное стремление организма использовать любую доступную информацию для того, чтобы осмыслить про* исходящее. Наличие такого стремления, по существу, помогает нам лучше понять причины видимого отсутствия изменений в обычном, повседневном поведении больных, перенесших операцию расщепления мозга.
Тщательно разработанные методы тестирования, исключающие перекрестное подсказывание, могут, однако, выявить поразительные эффекты «разъединения», вроде тех, которые описаны у больной Н. Дж. В таких ситуациях больной не способен сказать, что показывали его правому полушарию, хотя его левая рука может правильно указать на этот предмет. Больной не может назвать предмета, помещенного в его левой руке, не видя его, но он может отобрать (той же рукой) другие предметы, связанные с этим (например, коробку спичек после того, как в руке побывала сигарета).
У наблюдателя, незнакомого с историей болезни испытуемого, эти данные создают впечатление, что левая рука имеет свою собственную память. Они становятся менее таинственными, когда мы осознаем, что операция расщепления мозга отъединила правое полушарие больного от центров левого полушария, контролирующих речь. Левая рука, таким образом, является основным средством, с помощью которого правое полушарие может общаться с внешним миром.
Повседневное поведение после операции расщепления мозга
Вполне естественно желание узнать, какие существуют данные о проявлении эффекта разъединения полушарий в повседневной жизни больного. Самими больными и наблюдавшими
44
Глава 2
за ними людьми были описаны несколько примеров эксцентричного поведения, которые часто упоминаются в популярных статьях об исследованиях расщепленного мозга. Один больной, в частности, описал такой случай: однажды он обнаружил, что его левая рука борется с правой при попытках надеть утром брюки. Одна рука тянула их вверх, в то время как другая — вниз. В другом случае тот же больной, рассердившись, замахнулся левой рукой на свою жену, а его правая рука схватила левую, пытаясь ее остановить [8].
I Частота упоминаний об этих рассказах заставила забыть, *что речь идет о редких случаях, которые даже самими участниками рассматриваются как странные, отдельные примеры. .Две стороны тела действуют в основном координированно. Поэтому для того, чтобы узнать о произведенной больному опе--рации, приходится применять целый набор изощренных тестов, специально предназначенных для идентификации комиссурото-*мии. Намного более обычными являются сообщения о возникающих после операции тонких изменениях в поведении или способностях больного. Хотя тщательное исследование не подтвердило наличия некоторых из них, другие изменения действительно оказались следствием произведенной операции. iНесколько больных сообщили об испытываемых ими после операции больших затруднениях в установлении связи между именами и лицами. Это подтвердилось исследованием, в котором испытуемые должны были сначала запомнить имена каждого из трех молодых людей, изображенных на картинках [9]. По отношению к главной цели исследования эта процедура была случайной, но она оказалась основным камнем преткновения для испытуемых. Исследователи сообщали, что испытуемые в конце концов устанавливали связь между именами и лицами, выделяя какой-то характерный признак на каждом изображении (например, «Дик — в очках»), но не связывая имя с лицом в целом. Эти данные указывают на то, что дефицит в способности ассоциировать имена с лицами может быть обусловлен разобщением локализованных в левом полушарии способностей называть предметы и расположенных в правом способностей узнавать лица.
С отсутствием мозолистого тела были связаны случаи нарушения способности решать геометрические задачи. Больной Л. Б., старшеклассник с коэффициентом умственного развития (IQ — Ай-Кью) значительно выше среднего был переведен из геометрического класса в общий класс в связи с тем, что он испытывал необыкновенные затруднения в освоении курса. В другом сообщении говорилось о студенте колледжа, у которого были исключительные трудности с геометрией, несмотря на то что по другим предметам он успевал нормально. Проведенные на больных с расщепленным мозгом исследования по изу-
Исследование расщепленного мозга_________________________________45
чению способностей каждого полушария подбирать соответствующие друг другу двумерные и трехмерные фигуры на основании обычных геометрических свойств показали, что правое полушарие в этом отношении значительно превосходит левое, и это особенно заметно при решении наиболее трудных задач. Таким образом, как и в предыдущем примере, нарушения у больных могут быть следствием разъединения левого полушария с его речевыми центрами и областей правого полушария, специализированных для решения таких задач.
Некоторые другие больные с расщепленным мозгом жаловались на то, что они больше не видят снов. Поскольку сновидения являются, главным образом, последовательностью зрительных образов, исследователи предположили, что они находятся в ведении правой половины мозга. Операция отъединяет этот вид умственной жизни больного от речевого полушария и приводит к тому, что больной сообщает об отсутствии сновидений.
Эта идея, однако, не получила подтверждения при дальнейшем исследовании. У спящих больных с расщепленным мозгом наблюдали электрическую активность мозга и будили их всякий раз, когда регистрация показывала, что они видят сон. Затем их просили описать только что виденный сон. Вопреки предсказанию, что они не смогут этого сделать, больные подробно описывали свои сновидения [11].
Другие эпизодические сообщения указывали на ухудшение памяти после операции. Эти сообщения явно поддерживались исследованиями, в которых сопоставляли свойства памяти нескольких больных с расщепленным мозгом и других больных эпилепсией и обнаружили, что у первых показатели различных тестов на память хуже [12]. Основная проблема в исследованиях такого рода, однако, заключается в том, что на самом деле мы не очень много знаем о свойствах памяти больных до операции. Мы можем сравнивать их показатели после операции с показателями контрольной группы больных эпилепсией, которые не перенесли операции, но у нас нет возможности выяснить, сопоставимы ли в действительности свойства их памяти до операции со свойствами памяти больных контрольной группы. Возможно, что их память с самого начала была хуже.
Наилучший способ состоит в том, чтобы сравнить свойства памяти у одного и того же больного до и после операции. Это оказалось возможным для больного, который входил в новую группу больных, оперированных доктором Дональдом Уилсоном из Медицинской школы Дартмута. Вместо ухудшения памяти после операции у больного Д. X. наблюдалось значительное ее улучшение [13].
Наиболее вероятное объяснение этих данных состоит в том, что истинные способности Д. X. были подавлены лекарствен-
46
Глава 2
ными средствами и его общим состоянием до операции. Операция улучшила его память не каким-то сверхъестественным способом; она просто дала возможность проявиться его истинным способностям. Во всяком случае это исследование на едином объекте продемонстрировало, что нарушения памяти не являются обязательным следствием операции расщепления мозга, и это указывает на необходимость дальнейшей работы для выяснения вопроса о том, влияет ли операция на память, и если влияет, то каким образом. Это указывает также на важность соответствующих контролей в исследованиях, направленных на поиск изменений у больных с расщепленным мозгом.
Мы видели, что различного рода изменения поведения относили за счет операции расщепления мозга. Некоторые из них были подтверждены экспериментально. В каждом отдельном случае изменения имеют довольно тонкий, а не ярко выраженный характер, которого можно было бы ожидать. Существуют, однако, несколько впечатляющих и вполне достоверных последствий операции расщепления мозга, которые сохраняются недолго и отчетливо видны только в течение нескольких первых дней или недель после нее. Они известны как острый синдром разъединения и обусловлены, возможно, как хирургическим разделением комиссур, так и общей травмой, вызванной тем, что хирург вынужден сжимать правое полушарие или надавливать на него, чтобы получить доступ к нервным трактам между полушариями.
В течение некоторого времени после операции больные часто не могут говорить; иногда у них нарушается управление левой стороной тела, причем вначале эта сторона кажется почти парализованной, а потом начинает действовать, но очень неловко. Когда способность нользоваться левой рукой восстанавливается, иногда имеют место конкурирующие движения между левой и правой руками. Однако это затруднение обычно быстро проходит.
После восстановления от шока, вызванного большой операцией на мозге, большинство больных сообщает об улучшении самочувствия. Меньше чем через два дня после операции один молодой больной чувствовал себя достаточно хорошо для того, чтобы сказать в шутку, что его голова «раскололась от боли». Через несколько недель симптомы острого синдрома разъединения проходят, и для того, чтобы обнаружить последствия операции, необходимо использовать тщательно продуманные лабораторные тесты.
Языковые функции полушарий
Исследования расщепленного мозга со всей очевидностью подтвердили, что у большинства людей речевые центры локализованы в левом полушарии. Мы видели, что типичный боль"
Исследование расщеплекного мозга_____________________________________47
ной с расщепленным мозгом не способен назвать обычные предметы, изображения которых вспыхивали в его левом поле зрения (правое полушарие), хотя не испытывает никаких затруднений в определении тех же картинок, предъявляемых в правом поле зрения {левому полушарию). Правое полушарие, однако, знает о том, что изображено на картинке, потому что оно может направить левую руку так, чтобы та выбрала сходный предмет среди нескольких других, помещенных за экраном вне поля зрения испытуемого.
Следовательно, способность говорить определенно локализована в одном полушарии как у испытуемых с расщепленным мозгом, так и у клинических больных. А как обстоит дело с другими языковыми способностями? Насколько хорошо правое полушарие может понимать речь — письменную или устную? В наиболее ранних исследованиях расщепленного мозга для выяснения этих вопросов левому или правому полушарию предъявляли на экране напечатанные слова. Если правому полушарию предъявляли простые существительные, больной не испытывал больших затруднений в нахождении левой рукой соответствующего предмета среди нескольких других, скрытых от зрения.
Недостатки в способностях правого полушария начинали проявляться, когда предъявлялись глаголы, такие как «улыбаться». Если слово «улыбаться» показывали левому полушарию, больные обычно усмехались в ответ. Если это слово предъявляли правому полушарию, ответной реакции не наблюдалось. Сходные результаты получались и с другими глаголами [4].
В свете данных, полученных с простыми существительными, результаты с глаголами вызывали удивление. По отношению к существительным ограниченность правого полушария представлялась ограниченностью словесного выражения понимания, правый мозг демонстрировал хорошее понимание, если он мог отвечать не словами. В тестах с глаголами выявлялась, по-видимому, другая картина. Поскольку действия, требуемые глаголами (такое действие, как улыбка), могли управляться любой стороной мозга, эти результаты не были обусловлены различиями в способности двух полушарий вызывать нужные движения. Представлялось, что существует истинное различие в том, какой вид письменного материала каждое из полушарий может понимать.
На попытки объяснить, почему межполушарные различия связаны с различением грамматических форм, были затрачены значительные усилия. Наиболее общеш днятое объяснение состояло в том, что глаголы являются более сложными лингвистическими стимулами, и неумение правого полушария обходиться с ними отражает его менее развитые лингвистические способности.
48
— 4 —
|